1.通过 GraalVM 将 Java 程序编译成本地机器码！
2.graalvm的用途都有哪些?
3.关于GraalVM的特点？
4.如何保证 Java 应用安全？标准答案来了
5.graalvm学习（五）通过启动参数学习jvm相关的命令
6.为什么 GraalVM 能用 Java 实现 GC？—— Native Image 的本机魔法

通过 GraalVM 将 Java 程序编译成本地机器码！

       年4月，Oracle Labs发布了一项革新技术——Graal VM，这是基于HotSpot虚拟机的增强版本，旨在成为"任何语言"的ishow直播源码全栈运行平台。尽管网络上对该技术的资料相对有限，主要依赖官方文档来理解。本文将简要概述Graal VM的概念和关键特性。

       首先，Graal VM被官方称为"Universal VM"，它能无缝支持多种编程语言，包括但不限于：Java、JavaScript、Python和R，甚至能混合使用它们的接口和对象。重要的是，它支持使用已有的本地库文件，极大地提高了跨语言协作的效率。

       其中最显著的优点是AHEAD-OF-TIME COMPILEMENT，即Substrate VM技术。0.版本的Graal VM引入了Substrate VM，它是一个极简的运行时环境，拥有独立的异常处理和内存管理等功能。通过Substrate VM的本地镜像构造器（Native Image Generator），用户可以构建出针对特定机器的可执行文件，从而极大提升程序启动速度，内存需求也显著降低。

       然而，Graal VM的使用并非没有挑战。Java在微服务场景下，由于其设计初衷是"一次编写，到处运行"，这在追求快速启动和低内存占用的非凡源码论坛微服务环境中显得不那么适用。Graal VM通过提前编译来改善这些问题，官方数据显示，使用GraalVM后的启动时间能提升倍，内存需求降低%。

       尽管如此，Graal VM在改变Java的一些固有特性上面临困难。它的工作原理是将源代码或中间代码转换成Graal VM能理解的中间表示（IR），并通过Truffle工具集构建语言解释器，如Sulong，支持C和C++等语言。

       要安装Graal VM，比如在macOS上，首先要下载适用于OpenJDK 的GraalVM社区版，然后添加至PATH和JAVA_HOME环境变量。此外，还可根据需要安装额外的语言支持，如Python和R。通过一个Spring Boot应用的示例，我们可以看到如何利用GraalVM的Native Image功能，将Java程序编译为本地可执行文件，从而实现显著的性能提升。

       总的来说，Graal VM为Java程序带来了革命性的变化，尤其在微服务和性能优化方面，但同时也需要开发者理解和适应其特有的限制。对于编程爱好者和开发者来说，这是一个值得探索和学习的新领域。

graalvm的用途都有哪些?

       在软件开发领域，graalvm是一个极具潜力的工具，它的用途广泛，主要体现在两大方面。

       首先，graalvm通过增强和自举传统Java部分，数字计算源码提供了graal aot（ahead-of-time）编译技术，实现Java源码到native机器码的编译。这不仅提升了程序的运行效率，而且基于graal aot，还实现了graal jit（just-in-time）编译器，直接替代了传统C++实现的C1/C2 JIT编译器。这些技术的引入，标志着graalvm已经逐渐融入并成为openjdk项目的一部分，使得未来的Java开发环境更加高效、便捷。

       其次，graalvm在多语言支持方面展现了其独特优势。它通过polyglot（多语言）技术，实现了与其他脚本语言的无缝集成，计划将其作为Java模块，发布至maven仓库。用户可以利用jlink等工具，对Java标准包进行扩展和修改，类似于javafx对awt和swing的修改和替代，但graal polyglot的目标是修改和替代Java编译器前端，从而支持更多脚本语言。

       综上所述，graalvm旨在成为Java基础生态中的重要组成部分，通过优化Java运行时环境，以及提供多语言支持，为开发者提供了更高效、灵活的开发工具，加速了软件开发的进程。

关于GraalVM的特点？

       å¯¹äºŽç¨‹åºå‘˜æ¥ï¼Œä¸€èˆ¬éƒ½ä¼šæŽŒæ¡è®¸å¤šç¼–程工具来提高自己的工作效率的，但是如果有一款编程工具能够适用所有编程语言的话，我觉得应该就是GraalVM了，今天霍营北大青鸟就一起来了解一下GraalVM的特点。

       1.高性能Java

       GraalVM中的Graal得名于Graal编译器。Graal是一种“万能”编译器，也就是，虽然它是单一的实现，却可以用于很多用途。例如，我们可以使用Graal进行预编译(ahead-of-time)和即时编译(just-in-time)，也可用于编译多种编程语言。

       2.占用内存小、启动速度快的Java

       Java对于长时间运行的进程来是相当强大的，但短时间运行的进程可能会因较长的启动时间和较高的内存占用而饱受其苦。

       3.组合JavaScript、Java、Ruby和R语言

       é™¤äº†Java，GraalVM还包含了JavaScript、Ruby、R语言和Python的实现。它们都是使用一个叫作Truffle的语言实现框架开发的，Truffle让实现简单且高性能的语言解释器成为可能。在使用Truffle开发语言解释器时，会自动使用Graal作为JIT编译器。因此，Graal不仅是Java的JIT编译器和预编译器，也可以是JavaScript、Ruby、R语言和Python的JIT编译器。

       4.在JVM上运行本地语言

       GraalVM也支持C语言，GraalVM可以像运行JavaScript和Ruby之类的语言一样运行C代码。

       å®žé™…上，GraalVM通过运行LLVM位码的方式来支持C语言，而不是直接运行C代码。也就是，我们可以将现有工具与C语言一起使用，还可以使用其他可输出LLVM的语言，例如C++、Fortran和未来可能出现的其他语言。为了简化演示，我使用了由StephenMcCamant维护的gzip的单文件版本。为简单起见，它只是将gzip源代码和autoconf配置连成一个单独的文件。我还需要修改一些东西才能让它在macOS上运行起来，但不能在GraalVM上运行。

       5.适用于所有编程语言的工具

       å¦‚果你使用Java编程，可能已经习惯了使用那些高质量的工具，比如IDE、调试器和分析器，但并非所有的编程语言都有这么好用的工具。不过如果你是在GraalVM中使用某种语言，就可以获得这样的工具。

       6.扩展基于JVM的应用程序

       é™¤äº†å¯ç”¨ä½œç‹¬ç«‹è¯­è¨€å®žçŽ°å’Œç”¨äºŽå¤šè¯­è¨€ç¼–程，这些语言和工具也可以嵌入到Java应用程序中。新的org.graalvm.polyglotAPI可用于加载和运行其他语言的代码。

如何保证 Java 应用安全？标准答案来了

       如何保证 Java 应用安全？

       在 Java 程序内存中保护密码安全，可以通过引入机密计算技术来实现。龙蜥社区云原生机密计算 SIG 推出了 Java 机密计算实现技术——Teaclave Java TEE SDK。该技术具有显著优点，已经经过企业级内部场景验证并在 Apache 社区开源。源码拿来干嘛它在软件工程顶级会议 ICSE 上发表的论文获得了 ACM SIGSOFT 杰出论文奖，是自 年以来，龙蜥社区云原生机密计算 SIG、上海交通大学、大连理工大学首次获此荣誉。

       保护 Java 程序内存中密码的安全，关键在于如何在运行时环境中安全使用敏感数据。密码一旦解密后，即以明文形式存在于 Java 堆上，可能导致被攻击或主动泄漏。为了解决这一问题，Teaclave Java TEE SDK 通过将密码从内存中销毁，大大减少了敏感信息暴露的时间窗口。此外，通过将密码保存为 char 数组或 byte 数组，避免了反射调用，使得销毁过程更加便利。使用 byte 数组保存密码，更是增加了信息的隐蔽性，使其难以被解读。

       然而，当前在网络上找到的解决方法，如缩短明文密码在内存中的存放时间，仅缩短了敏感信息暴露的时间窗口，并未真正保护明文密码。这些方法对密码的销毁时间判断弹性较大，开发人员未必能准确判断何时是最佳时机。更典型的案例，如著名的 log4j 漏洞问题，攻击者能够利用漏洞将恶意类文件上传至服务器，并通过 Java 动态类加载机制运行，窃取 Java 堆中的私钥，进而获得服务器与客户端之间通信内容的英文游戏源码完全访问权限。

       为了解决 Java 程序安全性问题，机密计算技术成为了一个标准答案。它通过提供硬件级的系统隔离，保障数据安全和程序运行安全。机密计算将执行环境分为富执行环境（REE）和可信执行环境（TEE），认为 REE 和 TEE 应该相互隔离，TEE 需要通过硬件加密来保证外界无法知晓其中的内容。这一机制在 年即已提出，并在随后的 多年中得到了发展。

       其中，SGX、TrustZone 等提供了通用型机密计算的硬件基础，Intel、微软等开源的驱动和 SDK 则为通用型机密计算提供了软件基础。然而，直接在 TEE 中运行 Java 程序并不友好，因为 TEE 只能执行 native 程序。为解决这一问题，Occlum 作为介于 TEE 底层 SDK 与 JVM 之间的一层 LibOS，支持 JVM 在 TEE 中的运行。然而，Occlum 方案存在安全性和性能下降的问题，TCB（可信计算基）过大，导致安全性不佳；性能下降，TEE 硬件与 REE 相比存在性能退化。

       针对上述问题，Teaclave Java TEE SDK 提出了一种在 TEE 中仅放入可信代码的解决方案。通过将可信代码从 Java 代码直接编译为 native code 放入 TEE 运行，Teaclave Java 采用模块分隔、机密计算服务化、简洁的机密计算服务生命周期管理 API、Java 静态编译等关键技术特性，将应用代码分为 Host、Enclave 和 Common 三个模块。Host 中为普通安全非敏感程序，Enclave 中为安全敏感程序，Common 中则是两者的公共代码。通过将可信代码放入 TEE 运行，实现了 Java 应用的机密计算，降低了安全性和性能的下降问题。Teaclave Java 提供了一站式快速实现 Java 机密计算应用的开发和构建能力，简化了 Java 机密计算的开发门槛。

       在实际应用中，Teaclave Java 通过将应用的普通代码放在 REE 中执行，安全敏感的解密和私钥放在 TEE 中，实现了对敏感数据和运算过程的保护。在机密计算框架的对比中，Teaclave Java 的 TCB（可信计算基）大小仅为 Occlum 的大约 1/ 到 1/，具有更高的安全性。运行时性能方面，Teaclave Java 的 native image 会直接以 native 代码形式运行，启动速度非常快，适用于小型应用。对于长时间执行的应用，性能优势会逐渐减小。此外，Teaclave Java 的运行时内存使用量更少，为应用提供了更高效、安全的运行环境。

       综上所述，Teaclave Java TEE SDK 是解决 Java 应用安全问题的有效方案，它通过硬件宽容性、安全沙箱隔离、高效的运行时性能和简洁的开发流程，为 Java 应用提供了全面的安全保障。未来，随着 GraalVM 的 Java 静态编译技术被贡献给 OpenJDK，Teaclave Java 方案将获得 JDK 的原生支持，进一步提升其性能和易用性。同时，Teaclave Java 项目的源代码已被贡献至 Apache 社区，加入机密计算框架 Teaclave 项目，正在开源孵化中。

graalvm学习（五）通过启动参数学习jvm相关的命令

       在深入学习graalvm时，我们首先要关注的是`./native-image`命令启动时的第一个参数，特别是`--module`。从第三章的探讨中，我们可以发现，NativeImageGeneratorRunner文件实际上扮演了生成可执行文件入口的关键角色，这揭示了graalvm独特的实现机制。当然，还有一些涉及性能优化的选项，如`-Djdk.internal.lambda.disableEagerInitialization`、`-Djava.awt.headless=true`和`-XX:MaxRAMPercentage`，这些在官方文档和源代码中可能没有详尽说明其具体作用。

       第二个参数则需要进一步探索，对于这部分内容，可以参考知识星球上的资源：[t.zsxq.com/Fqg](/Fqg)。通过这个链接，你将找到更详细的解释和命令用途。总体来说，理解这些启动参数是掌握graalvm命令行操作的关键，它们直接影响到应用的性能和编译过程。

为什么 GraalVM 能用 Java 实现 GC？—— Native Image 的本机魔法

       借助GraalVM的自举能力，Java能够在底层实现诸如GC等关键功能，而无需额外的开销。这一能力的实现，依赖于Graal编译器的强大扩展魔法。Graal编译器的核心职责是读取源代码（Java字节码），并根据源代码的语义生成机器码。

       尽管按照源代码和语言规范，编译器应该遵循一板一眼的翻译逻辑，但它实际上享有极大的自由度，能够进行优化并直接修改函数语义。GraalVM SDK则提供了具有底层功能的API，允许用户通过标准的Java语法使用那些标准Java无法实现的底层能力。

       为直接操作内存，GraalVM SDK引入了PointerBase接口，它代表各种指针类型。尽管没有类实现该接口，但GraalVM SDK提供了一些“魔法”方法来生成其实例。例如，通过StackValue工具类，用户可以创建指向特定类型的指针。

       Native Image模块提供了一整套API，使Java能够直接操作内存，包括指针、内存分配和内存管理。这些API允许Java代码像C++一样执行底层操作，从而使得GraalVM能够使用Java实现SVM runtime包括GC在内的底层功能。

       在内存管理方面，Native Image提供了安全且高效地直接操作内存的能力。通过PointerBase接口和StackValue类，用户可以获取并操作栈上的局部变量地址，实现与C语言相同的功能。此外，Native Image还提供了对malloc的直接封装，使得内存分配更加便捷。

       为了与操作系统和C API交互，Native Image提供了一套自定义的FFI接口，解决了标准Java中JNI接口的限制。通过CLibrary和CFunction接口，用户可以方便地映射C标准库中的函数并调用它们。对于复杂类型如结构体，Native Image同样提供了映射至Java中的方式。

       针对Java对象的处理，Native Image引入了PinnedObject和ObjectHandle功能。PinnedObject允许临时固定Java对象，防止GC移动对象，从而在本地代码中安全地处理对象。ObjectHandle则提供了一个引用ID，用于在本地函数中传递Java对象，而不会影响到GC的工作。

       综上所述，GraalVM通过其强大的扩展魔法和底层功能API，使得Java能够直接操作内存，实现底层功能，如GC。这些特性使得GraalVM成为构建高性能、低延迟应用的理想选择。

java编译是什么意思？

       Java是一种面向对象的编程语言，因其灵活高效而备受开发者青睐。编写Java程序时，需要将源代码翻译成计算机可以理解的机器语言，这个过程叫编译。Java编译器将Java源代码翻译成字节码，使程序能够在Java虚拟机上运行。编译过程是程序开发的重要环节，可以较好地保证程序的正确性和性能。

       Java编译器不仅将源代码翻译成字节码，还会进行语法检查、类型检查、编译优化等工作。编译优化是编译器的重要功能之一，旨在消除程序的无用计算、减少程序运行时的内存开销等，大大提高程序的运行效率。在编译阶段诊断和消除问题，可以避免出现在程序运行时的错误。

       随着Java编程语言的发展，开发者可以使用多种编译器进行Java源代码的编译。经典的Java编译器有javac、 gcj等，同时，也有多个Java虚拟机平台，包括JVM、 Android DVM等。此外，还可以使用一些直接将Java源代码转化为本地机器代码的编译器，比如GraalVM等。总之，编译是Java开发中不可或缺的一部分，选择一款优秀的Java编译器，可以提高开发效率和程序性能。

各位能推荐一下jvm权威的书籍吗?

       推荐JVM权威书籍如下：

       初学者（8本）：

       1. 《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与实践（第3版）》

       2. 《深入Java虚拟机(原书第2版)---SUN公司核心技术丛书》

       3. 《实战JAVA虚拟机 JVM故障诊断与性能优化》

       4. 《深入理解JVM ＆ G1 GC》

       5. 《Java虚拟机精讲》

       6. 《自己动手写Java虚拟机》 - 张秀宏，使用Go实现的

       7. 《自己动手写Python虚拟机》

       8. 《深入浅出：Java虚拟机设计与实现》

       进阶者（本）：

       1. 《揭秘Java虚拟机：JVM设计原理与实现》

       2. 《虚拟机设计与实现：以JVM为例》

       3. 《Java虚拟机规范-JavaSE8》

       4. 《深入理解JVM字节码/Java核心技术系列》

       5. 《解析Java虚拟机开发--权衡优化高效和安全的最优方案》

       6. 《Java虚拟机基础教程》

       7. 《深入解析Java虚拟机HotSpot》

       8. 《深入理解Android：Java虚拟机ART (Chinese Edition)》

       9. 《JRockit权威指南：深入理解JVM》

       . 《深入Java虚拟机：JVM G1 GC的算法与实现》

       . 《垃圾回收算法与实现》

       . 《HotSpot实战》

       深入者（5本）：

       1. 《虚拟机：系统与进程的通用平台》

       2. 《JVM G1源码分析和调优》

       3. 《深入剖析Java虚拟机 : 源码剖析与实例详解（基础卷）》

       4. 《垃圾回收算法手册-自动内存管理的艺术》

       5. 《GraalVM与Java静态编译：原理与应用林子熠》

       这些书籍涵盖了JVM学习的各个方面，从初学者到深入者，适合不同层次的学习者。希望对你有所帮助。